[发明专利]工程机械和用于操作工程机械的方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的工程机械以及根据 权利要求14所述的用于操作工程机械的方法。

本发明适用于工业建筑机械领域中的工程机械，尤其是轮式装载 机和铰接式翻斗车。尽管将针对轮式装载机来描述本发明，但本发明 不限于这种特定机械，而是也可用于其他重型工程机械，例如自卸卡 车、挖掘机或其他建筑设备。

背景技术

工程机械设有铲斗、料斗或其他类型的器具，以举升、支撑和/或 运送载荷。工程机械可以无道路的区域中处理大而重的载荷，例如在 道路或隧道修建、沙坑、矿山和类似环境下运输。

轮式装载机通常设有诸如内燃机的原动机；传动系和变速箱，以 向轮式装载机的驱动轮提供扭矩。除了向驱动轮提供扭矩之外，该内 燃机还必须向轮式装载机的液压系统的一个或多个液压泵提供能量。 这种液压系统用于举升操作和/或用于使轮式装载机转向。

布置有液压工作缸以举升或降低举升臂单元，在该举升臂单元上 安装有铲斗或其他类型的附件或作业工具，例如货叉。通过使用另一 个液压工作缸，铲斗也可倾翻或枢转。被称为转向缸的、另外的液压 缸布置成利用轮式装载机的前车身部分和后车身部分的相对运动来使 该轮式装载机转弯。

为了实现工程机械的更有效运行和更低的燃料消耗，在WO 2007/043924中已经提出了一种包括电机的工程机械，该电机布置在内 燃机和变速箱之间。与仅使用内燃机来推进车辆并用于驱动动力获取 单元(即液压系统)的常规非混合动力式工程机械相比，WO 2007/043924中公开的混合动力工程机械具有诸多优点。然而，在某些 运行模式期间，不能以最佳方式利用其电机，而且其工程机械的性能 也可能受到传动系的其他部件限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过前述介绍而限定的工程机械，该工 程机械使得能以更有效的方式使用所述传动系的电机并使工程机械的 性能得以提高。

此目的通过根据权利要求1所述的工程机械来实现。

通过提供设有如下变速箱的工程机械，能够在有利的转速区间内 驱动所述电机，所述变速箱是具有变速单元(variatorunit)的无级变 速器，其中，所述变速箱具有如下运行模式：在扭矩能够从所述变速 箱的输入轴传递到输出轴的同时，不管所述变速箱的输入轴的转速如 何，所述变速箱的输出轴的转速均为零或接近于零。由于能够连续改 变所述变速箱的传动比，所以，不管所述变速箱的输出轴的所需转速 如何，基本上均能以期望的转速来驱动所述电机。因此，当所述电机 用作发电机(例如在制动期间)和用作电动机时，均能够以最佳转速 来驱动所述电机。

所述电机与所述原动机(该原动机可以是内燃机)相对于所述传 动系并联布置，且所述电机在所述原动机和变速箱之间机械连接到所 述传动系，这意味着并联式电动混合动力。(因此，这里的表述“与... 并联”是一种功能性描述，决非描述所述原动机和所述电机的相对几 何方向。)因此，所述电机也可用于该工程机械的动力获取单元(PTO) 提供扭矩。这一点非常重要，因为：该工程机械的液压系统经由PTO 驱动，并且，所要求的总能量中的相当大的量用于驱动工程机械的液 压系统。

在变速箱可提供驱动轮所需的扭矩和转速的同时，所述原动机和/ 或所述电机能够以液压系统所要求的转速来驱动该液压系统。

上述这种无级变速器(CVT)通常称为无限可变变速器(IVT)， 并且，当前的“在扭矩能够从所述变速箱的输入轴传递到输出轴的同 时，不管所述变速箱的输入轴的转速如何，所述变速箱的输出轴的转 速均为零或接近于零”的模式通常称为“空档”。该表述“为零或接近 于零”旨在涵盖如下情况：即，输出轴的转速为零或者为每分钟几转。 利用该空档功能，不管原动机还是电机作为动力源，液压系统的运行 均能够与该工程机械的推进相分离。推进力可与所述原动机和/或所述 电机的转速无关地受到控制。此外，当该工程机械静止而不使用任何 离合器将原动机和/或电机与传动系脱离时，液压系统可由原动机和/或 电机驱动。另外，工程机械内通常使用的扭矩变换器可省去，因为利 用变速箱能够将转速连续降到零。另外的优点是：所述电机可用作原 动机的起动电机。